Ćwiczenie laboratoryjne nr 3

Temat ćwiczenia:

OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ GRUNTU I GĘSTOŚCI WŁAŚCIWEJ SZKIELETU GRUNTOWEGO.

1. Definicje

gęstość objętościowa gruntu ρ- stosunek masy próbki m_m do objętości całej próbki V

[g/cm³]

Metody wyznaczania gęstości objętościowej gruntu:

1. metody wyporu hydrostatycznego cieczy organicznej wg wzoru

[g/cm³]

gdzie:

m_mc- masa próbki zanurzonej w cieczy [g],

ρ_c- gęstość właściwa stosowanej cieczy [g/cm³],

2. metoda wyporu hydrostatycznego wody wg wzoru

[g/cm³]

gdzie:

m_p- masa oparafinowanej próbki gruntu [g]

m_pw- masa próbki gruntu oparafinowanej i zanurzonej w wodzie [g]

ρ_w- gęstość właściwa wody [1,00 g/cm³]

ρ_p.- gęstość właściwa parafiny (wycechowana)-(0,93 g/cm³)

3. metoda przy użyciu rtęci, wg wzoru

gdzie:

ρ_h- gęstość właściwa rtęci w zależności od temp. [g/cm³]

m_r- masa wypchniętej rtęci [g]

4. metoda przy użyciu pierścienia lub cylindra , wg wzoru

[g/cm³]

gdzie:

m_st- masa pierścienia lub cylindra z gruntem

m_t- masa pierścienia lub cylindra

V_p- objętość pierścienia lub cylindra

5. metoda przy użyciu objętościomierza piaskowego

5. metoda przy użyciu objętościomierza wodnego

Gęstość właściwa szkieletu gruntowego ρ_s - stosunek masy szkieletu gruntowego m_s do objętości szkieletu gruntowego V_s

[g/cm³]

Wykonanie badań:

1. metoda wyporu hydrostatycznego cieczy organicznych

• z gruntu o nienaruszalnej strukturze wyciąć dwie próbki o objętości 10-20 cm³ i wygładzić nierówności na ich powierzchni

• podnieść próbkę na szalce wagi na druciku o masie m_d i oznaczyć masę próbki z drucikiem

• podstawić pod ramię wagi zlewkę wypełnioną w połowie cieczą organiczną

• po zanurzeniu próbki w cieczy oznaczyć jej masę wraz z drucikiem (m_mc)

• wszystkie czynności powtarzamy na drugiej próbce

• oznaczyć temp. cieczy

1. metoda wyporu hydrostatycznego wody

• przygotowanie próbki j.w.

• po ustaleniu masy próbki umocować do nich druciki i zanurzyć w gorącej parafinie, w warstwie parafiny nie mogą zostać pęcherzyki powietrza

• oparafinowane próbki zważyć, powiesić na drucie do szalki wagi, zanurzyć w zlewce z wodą w celu określenia zmniejszonej o wypór wody masy próbki

3. metoda przy użyciu rtęci

• przygotować próbki po około 10 cm³ o kształcie bryłek regularnych o wypukłych, gładkich powierzchniach

• naczynie pomiarowe całkowicie wypełnić rtęcią, wyciśniętą z naczynia rtęć usunąć z talerza

• próbkę zważyć i zanurzyć w rtęci wciskając ją za pomocą płytki z kołeczkami

• rtęć wypchniętą podczas zanurzania przenieść do zważonej parowniczki (m_p) i zważyć parowniczkę z rtęcią w rtęcią (m_pr)

• próbkę wyjąć z naczynka pomiarowego i zanurzyć w celu sprawdzenia czy rtęć nie dostała się w jej szczeliny

• w przypadku stwierdzenia wzrostu masy próbki, przyrost należy do masy wypchniętej próbki

• obliczyć wg wzoru

4. metoda przy użyciu pierścienia lub cylindra

• pomierzenie bryły gruntu o nienaruszonej strukturze i o wymiarach większych od stosowanego cylindra lub pierścienia , wyrównać nożem

• równomiernie naciskając zagłębić cylinder , tak aby nie powstały szczeliny między ścianką cylindra a próbką

• napełniony cylinder oczyścić z zewnątrz z gruntu i wyrównać grunt z krawędziami i zważyć z próbką

• obliczyć wg wzoru

5. metoda przy użyciu objętościomierza piaskowego

• powierzchnię dokładnie wygładzić łopatą a potem szablonem

• ustawić szablon i zaznaczyć ślad okręgu zewnętrznego szablonu

• w obrębie wewnętrznego okręgu wykonać dołek , pobierając do pojemnika około 1 dm³ gruntu

• zważyć grunt wraz z pojemnikiem (M.+T) i odjąć masę pojemnika T

• nad dołkiem, który powinien mieć kształt walca lub ściętego stożka o głębokości 1.0-1.5 średnicy , zdejmuje się szablon i umieszcza się objętościomierz z piaskiem kalibrowanym tak, aby podstawa znajdowała się wewnątrz zaznaczonego śladu okręgu i otwiera się zasuwkę

• po wypełnieniu dołka i stożka objętościomierza zamyka się zasuwkę, a objętościomierz z piaskiem waży

gdzie: M.- masa gruntu z dołka [g]

V_d- objętość dołka

M₁- masa objętościomierza z piaskiem przed wypełnieniem dołka

M₂- masa objętościomierza po wypełnieniu piaskiem

M₃- mas piasku w stożku

ρ_pk- gęstość objętościowa piasku

6. metoda przy użyciu objętościomierza wodnego

• powierzchnię gruntu wyrównać wstępnie łopatą

• ustawić szablon, podstawkę tak, aby przylegał całą powierzchnią do gruntu

• na szablonie ustawić objętościomierz z wodą i wykonać jeden pomiar

• zdjąć objętościomierz z podstawki wykonać w gruncie dołek jak w poprzedniej metodzie

• oznaczyć masę wybranego gruntu M. i wilgotność w

• dokonać drugiego pomiaru wypełniając szczelnie dołek balonikiem z wodą

• objętość obliczyć z różnicy objętości i obliczyć j.w.

Gęstość objętościowa gruntu ρ (metodą wyporu hydrostatycznego)
Numer próbki			1	2
masa próbki w stanie naturalnym	mm	[g]
masa próbki oparafinowanej	mp	[g]
masa próbki oparafinowanej w wodzie	mpw	[g]
gęstość właściwa wody	ρw	[g/cm3]
gęstość właściwa parafiny	ρp	[g/cm3]
gęstość objętościowa gruntu	ρ	[g/cm3]
Gęstość objętościowa gruntu ρ		[g/cm3]

Gęstość właściwa szkieletu gruntowego ρs
masa pustej kolby	mt	[g]
masa kolby ze szkieletem gruntowym	mg	[g]
masa szkieletu gruntowego	ms= mg- mt	[g]
masa kolby ze szkieletem gruntowym i wodą	mwg	[g]
masa kolby z wodą	mwt	[g]
Gęstość właściwa szkieletu gruntowego ρs		[g/cm^3]

WNIOSKI: